Автоматизация производственных процессов

 

     Контроль  линейной скорости и длинны кабеля. Осуществляется при помощи двух бесконтактных датчиков ВБИ-М08-48-2111Л. Сигнал с          датчиков подается на вторичный прибор «Меродат-3422». Прибор             конструктивно выполнен в стальном прямоугольном корпусе,                   приспособленном для утопленного щитового монтажа. Прибор выполнен из печатной платы, на которой расположен процессор и одна или две            микросхемы памяти, для хранения архива емкостью по 32 Кбайт, также к ней          подключены два цифровых индикатора. 

Таблица 4-Техническая характеристика «Меродат-3422» 

 

     Для автоматической смены тары на приборе  «Меродате» задается      задатчиком задача, на какой длине  провода произвести перекидку бухты. Этот сигнал идет на блок перекидки, а  с него на аппарат смены тары.

     Для контроля прогаров изоляции кабеля используется ЗАСИ 20-300.

Кабель  проходит через электрод ЗАСИ, на который  подается 4кВ. ЗАСИ    выполнено по блочно модульному принципу.

Таблица 5-Техническая характеристика ЗАСИ 20-300 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
      

3.2 Свойства  системы регулирования и выбор  регулятора.

    Эффективность систем автоматического регулирования (САР) зависит, от правильного выбора автоматического регулятора приступаем к             проектированию САР. Необходимо знать особенности технологического процесса, устройства агрегатов, возможные возмущения и управляющее   воздействия, с помощью которых можно измерить значения регулируемых величин.

    Объект  регулирования многоемкостный, регулируемая величина разряжение. Необходимые показатели качества регулирования:

а) максимально  воздушное возмущение по нагрузке выраженной в процентах кода регулирующего органа (РО) х_в = 15%.

б) максимально  динамическое отклонение регулируемой величины              (у) t = 10⁰С.

в) система  регулирования должна обеспечить переходный процесс с 20%   перерегулированием. Для выбора автоматического регулятора необходимо знать статические и динамические характеристики объекта. 

    Статические характеристики объекта                   регулирования в зоне цилиндра пресса.

    Статические характеристики объекта называются зависимостью           регулируемой величины от регулирующего воздействия в различных         установившихся режимах. 

    

 

               Рисунок 2. Статическая характеристика объекта. 

Динамические  свойства объекта регулирования

    Динамические  свойства объекта обуславливают  характер протекания переходного процесса в объекте.

    

    Изменение регулируемой величины зависит от свойств  объекта и         характера возмущения. Наихудшие условия для регулирования имеют место при скачкообразном возмущении. Поэтому параметры объекта принято             определять по динамической характеристике, представляющей собой         изменения регулируемой величины во времени при скачкообразном возмущении положения регулирующего органа (РО). Такая характеристика,  называется кривой разгона.

    Отношение τ/т = 0,3

    По  формуле определяем передаточный коэффициент объекта

    К_об = Δt /Δμ = 1

    Из  отношения τ/т выбирают регулятор  по роду действия. Значение τ/т осуществляется регулятором непрерывного действия.  

    

     Рисунок 3.-Кривая разгона. 

    τ = 0,5;  τ_о = 0,5; Τ = 3

    τ^I = τ + τ_o = 0,5 + 0,5 = 1

    τ/T = 1/3 = 0,3

    K_об = Δt /Δμ = 10/10 = 1

    

    По  графикам характеризующим процесс  выбора закона управления по динамическим параметрам определяем динамический коэффициент  R_д ,     который характеризует степень воздействия регулятора на стабилизацию технологического параметра. При τ/т = 0,3, по графику найден R_д . 
 
 

Интегральный  –0,65

Пропорциональный  – 0,42

Пропорционально интегральный – 0,35

Пропорционально интегральный дифференциальный – 0,26

    Определение время регулирования по графическим  зависимостям

Интегральный  t_р/ι - 40

Треуемое  время регулирования t_р = 120 с.

    Время регулирования определяем по формуле:

    t_р = τ * t_р / τ

Интегральный  t'_p= 1 * 40 = 40

    Расчет  времени регулирования не превышает  требуемого времени     (120 с), следовательно, для данного объекта управление применяют            интегральный закон управления, имеющий R_д = 40 и t_р = 120 с, так как     обеспечивает        оптимальное время.

    Расчет  параметров настройки К_р по приближенной формуле:

    К_р = 1/1,7 * К_об * Т = 1/1,7*1*3 = 0,19

    К_р проверяется по графическим зависимостям. К_с = К_р * К_о

    К_р = К_с / К_об  = 0,16/1 = 0,16

    На  основании выбранного закона управления « Интегральный», в        качестве регулирующего устройства применяется « Термодат 12Е1»

    Общие сведения о регулирующем устройстве «Термодат 12Е1»

    

    Термодат-12 обладает полным набором функций, необходимых для современного регулятора. Приборы серии Термодат-12 находят самое широкое применение, в производстве кабельной продукции. Прибор является мощным эффективным инструментом с широкими возможностями, однако прост в эксплуатации и надежен. Приборы с компьютерным интерфейсом и архивом предназначены для замены самопишуших приборов. 

       

       

       Конструкция

       Регулятор имеет прочный металлический  корпус, с габаритными    размерами 96х96х82. Приборы имеют две строки светодиодных индикаторов. В основном режиме работы в  верхней строке индицируется текущая         температура, в нижней - уставка. При настройке прибора на верхнем          индикаторе высвечивается  обозначение параметра, на нижнем - его            значение. Приборы имеют универсальный вход для термопар ХА, ХК, ПП(S), ПП(R), ПР(B), МК, ЖК(J), НН (N), ВР-А1, ВР-А2, ВР-А3. Диапазон            измерения температуры в пределах от минус 200°С до 2500°С определяется термодатчиком. Термосопротивления подключаются по трехпроводной     схеме, сопротивление подводящих проводов компенсируется. При работе с термопарами  осуществляется компенсация температуры холодных спаев термопар, но, при необходимости, компенсацию можно отключить. Класс точности - 0.5. Любая из моделей прибора может быть оборудована            интерфейсом RS485 или RS232 для связи с компьютером. Предлагаемая   бесплатно компьютерная программа позволяет записывать данные в память компьютера, строить график изменения температуры на экране компьютера в реальном времени, извлекать данные из архивной памяти прибора и        представлять их в графическом виде, выводить графики в удобном масштабе на печать. Закон регулирования выбирается пользователем – ПИД. ПИД    регулирование может обеспечить высокую точность поддержания             температуры не только с тиристорным, но и с релейным выходом. Во всех режимах задаются две температурные уставки: первая-значение температуры регулирования, вторая для включения охлаждения или аварийной              сигнализации

       Сервисные функции

       Контроль  обрыва датчика температуры. Защита холодного               нагревателя - плавный рост мощности при включении. Контроль исправности контура регулирования. Возможность ограничения максимальной мощности нагревателя. Выбор пользователем состояния  реле - контакты нормально замкнуты, либо нормально разомкнуты. Предусмотрено включение          цифрового фильтра, который увеличивает соотношение сигнал/шум в       приборе и, соответственно, стабильность показаний прибора. Аварийная    сигнализация по превышению второй уставки.

Таблица 6-Техническая характеристика «Термодата-12Е1». 

 

    Устойчивость  системы определяется по двум критериям: Гурвица и   Михайлова.

    Критерии  устойчивости Гурвица.

    Система автоматического управления описано  дифференциальным уравнением:

    20 d³ y/d³t + 15 d²y/d²t + 4,5 dy/dt + 10 = 0

    Характер  уравнения: 20р³ + 15р² + 4,5р + 10 = 0

    Расчет  устойчивости по критерию Гурвица:

      

    а₁  а₃  0            а₁ = 20; а₂ = 15; а₃ = 4,5; а₄ = 10

    0  а₂  а₄                 Δ1 = а₁ = 20 > 0

    0  а₁  а₃   Δ2 = а_1* а₂ – 0 _* а₃ = 20 _* 15 – 0 _* 4,5 = 300 > 0 

          Δ3 = а_{1 *} а_{2 *} а₃ + 0 _* а_{1 *} 0 + а_{4 *} 0 _*  а₃ – 0 _* а_{2 *} 0 - а_{4 *} а_{1 *} а₁ - а_3* 0 _* а₃ =